Исследователи медицинского факультета Университета Британской Колумбии провели первый в мире структурный анализ на молекулярном уровне варианта шиповидного белка Omicron. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Science .
Анализ, проведенный с разрешением, близким к атомному, с использованием криоэлектронной микроскопии, показывает, как сильно мутировавший вариант Омикрона прикрепляется к клеткам человека и заражает их .
«Понимание молекулярной структуры вирусного шиповидного белка важно, так как это позволит нам разработать более эффективные методы лечения против Омикрона и родственных вариантов в будущем», — сказал ведущий автор доктор Шрирам Субраманиам (он/он), профессор отделения UBC. биохимия и молекулярная биология. «Анализируя механизмы, с помощью которых вирус заражает клетки человека, мы можем разработать более эффективные методы лечения, которые нарушат этот процесс и нейтрализуют вирус».
Спайковый белок, расположенный снаружи коронавируса, позволяет SARS-CoV-2 проникать в клетки человека. Вариант Omicron имеет беспрецедентное количество 37 мутаций в шиповидном белке — в три-пять раз больше, чем в предыдущих вариантах.
Структурный анализ показал, что несколько мутаций (R493, S496 и R498) создают новые солевые мостики и водородные связи между шиповидным белком и рецептором клеток человека, известным как ACE2. Исследователи пришли к выводу, что эти новые связи, по-видимому, увеличивают аффинность связывания — насколько сильно вирус прикрепляется к клеткам человека, — в то время как другие мутации (K417N) уменьшают силу этой связи.
«В целом результаты показывают, что Omicron обладает большей аффинностью связывания, чем исходный вирус, с уровнями, более сопоставимыми с тем, что мы наблюдаем с вариантом Delta», — сказал доктор Субраманиам. «Примечательно, что вариант Omicron сохранил свою способность связываться с человеческими клетками , несмотря на такие обширные мутации».
Исследователи провели дополнительные эксперименты, показавшие, что шиповидный белок Omicron проявляет повышенное уклонение от антител. В отличие от предыдущих вариантов, Омикрон показал измеримое уклонение от всех шести протестированных моноклональных антител с полным уклонением от пяти. Этот вариант также показал повышенное уклонение от антител, полученных от вакцинированных лиц и невакцинированных пациентов с COVID-19.
«Примечательно, что Омикрон в меньшей степени уклонялся от иммунитета, созданного вакцинами, по сравнению с иммунитетом от естественной инфекции у непривитых пациентов. Это говорит о том, что вакцинация остается нашей лучшей защитой», — сказал д-р Субраманиам. Основываясь на наблюдаемом увеличении аффинности связывания и уклонении от антител, исследователи говорят, что мутации шиповидного белка , вероятно, являются факторами, способствующими повышенной трансмиссивности варианта Omicron.
Далее, доктор Субраманиам говорит, что его исследовательская группа будет использовать эти знания для поддержки разработки более эффективных методов лечения.
«Важным направлением нашей команды является лучшее понимание связывания нейтрализующих антител и методов лечения, которые будут эффективны для всего спектра вариантов, и как их можно использовать для разработки вариантов лечения, устойчивых к вариантам».
